技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合相變材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料的制備方法。

背景技術(shù)

無機(jī)鹽相變材料具有儲能密度大、價(jià)格低廉、分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)余熱廢熱回收、太陽能熱發(fā)電等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。但是無機(jī)鹽相變材料同時(shí)也存在腐蝕性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低以及發(fā)生固-液相變后的液相流動(dòng)和泄露問題，從而大大地制約了其性能以及應(yīng)用。

復(fù)合相變儲熱材料不僅可克服單一相變儲熱材料的缺陷，而且可改善相變材料的應(yīng)用效果并拓展其應(yīng)用范圍。將無機(jī)鹽相變材料與多孔載體復(fù)合是克服單一相變材料缺點(diǎn)并提高其應(yīng)用性能簡單且重要的途徑。膨脹石墨具有大的孔體積和高的導(dǎo)熱系數(shù)，是制備復(fù)合相變材料最常用載體。將無機(jī)鹽相變材料與膨脹石墨復(fù)合，不僅可以提高其導(dǎo)熱系數(shù)，而且還可以克服相變材料發(fā)生固-液相變后的液相流動(dòng)和泄露問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常先把無機(jī)鹽溶于去離子水中配制成溶液，然后采用蒸發(fā)溶液、冷卻結(jié)晶等方法制備無機(jī)鹽-膨脹石墨復(fù)合相變材料。然而，基于膨脹石墨的復(fù)合相變材料堆積密度往往低于0.6g/cm³，這使得基于膨脹石墨的復(fù)合相變材料具有較低的單位體積熱能存儲密度，為了提高體積儲熱密度，通常將上述方法制備的復(fù)合相變材料壓制成塊。但是，采用這種方法得到的復(fù)合相變材料塊體體積膨脹率較高，從而會(huì)降低預(yù)期設(shè)計(jì)的熱導(dǎo)率和體積熱能存儲密度，限制了工業(yè)設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料制備方法，降低無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料的體積膨脹率，提高其熱穩(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將無機(jī)鹽和膨脹石墨混合后進(jìn)行粉碎攪拌，得到混合物；所述粉碎攪拌的轉(zhuǎn)速為15000～20000r/min；

(2)將所述混合物和膨脹石墨混合后進(jìn)行攪拌，得到無機(jī)鹽-膨脹石墨混合物；所述攪拌的轉(zhuǎn)速為15～30r/min；

(3)將所述無機(jī)鹽-膨脹石墨混合物壓塊后進(jìn)行熱處理，得到無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料。

優(yōu)選的，所述無機(jī)鹽為堿金屬氯化物和堿土金屬氯化物中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述步驟(1)和步驟(2)中膨脹石墨的總質(zhì)量和無機(jī)鹽的質(zhì)量比為10～20:80～90；

優(yōu)選的，所述步驟(1)中膨脹石墨和步驟(2)中膨脹石墨的質(zhì)量比為10～30:70～90。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中粉碎攪拌的時(shí)間為10～30s。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中攪拌的時(shí)間為1～3min。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中壓塊的壓力為10～20MPa；所述壓塊的時(shí)間為3～5min。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中熱處理的溫度為無機(jī)鹽熔點(diǎn)以上50～100℃；所述熱處理的時(shí)間為1～3h。

本發(fā)明提供了一種上述方案所述制備方法制備的無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料，包括膨脹石墨塊體和吸附在膨脹石墨塊體中的無機(jī)鹽；所述復(fù)合相變材料中膨脹石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～20％；所述復(fù)合相變材料中無機(jī)鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80～90％。

優(yōu)選的，所述復(fù)合相變材料的體積膨脹率為1.5～3％。

本發(fā)明提供了一種無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將無機(jī)鹽和膨脹石墨混合后進(jìn)行粉碎攪拌，得到混合物；所述粉碎攪拌的轉(zhuǎn)速為15000～20000r/min；(2)將所述混合物和膨脹石墨混合后進(jìn)行攪拌，得到無機(jī)鹽-膨脹石墨混合物；所述攪拌的轉(zhuǎn)速為15～30r/min；(3)將所述無機(jī)鹽-膨脹石墨混合物壓塊后進(jìn)行熱處理，得到無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料。本發(fā)明提供的方法首先通過高速的粉碎攪拌將無機(jī)鹽和膨脹石墨粉碎成粒徑較小的顆粒，再將所得混合物通過低速攪拌與剩余的膨脹石墨混合，使壓塊后膨脹石墨和無機(jī)鹽之間的連接更加牢固，從而使無機(jī)鹽熔融后能充分吸附到膨脹石墨孔隙中，減少無機(jī)鹽和膨脹石墨之間的空隙，從而減小復(fù)合相變材料的體積膨脹率，提高其熱穩(wěn)定性；并且本發(fā)明提供的方法步驟簡單、成本低、容易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明一種上述方案所述制備方法制備的無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料。實(shí)施例表明，采用本發(fā)明的制備方法得到的無機(jī)鹽-膨脹石墨塊體復(fù)合相變材料體積膨脹率僅為1.5～3％，且熱導(dǎo)率高，熱穩(wěn)定性好、潛熱量大。

附圖說明